CN102632622B - 纤维增强树脂基复合家具材料制成的碳纤维桌脚的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纤维增强树脂基复合家具材料制成的碳纤维桌脚的制备方法，其解决了解决现有材料的技术问题，制作过程如下：首先将碳纤维单向予浸料，依次按正负45度包在直径为75毫米的尼龙风管上，最后再包一层碳纤维斜纹予浸料；放到钢模具的下模中，盖上上模，并推入压力机的压板中，加压，升温，将气压卸掉，模具从压板中拖出，自然冷却；产品从模具中脱出，打磨，喷透明漆至成品，其可广泛用于家具制造。
Description
技术领域
本发明涉及一种家具材料的制备方法，具体说是一种纤维增强树脂基复合家具材料制成的碳纤维桌脚的制备方法。
背景技术
传统的家具结构材料有木材、金属材料(例如铝合金、钢材、铜材等)、工程塑料和玻璃等，这些材料具有一定的强度、可加工性、耐久性和可以处理成漂亮的外观等特点。
但是，现有每一种材料都有一些缺点，例如玻璃重而脆；工程塑料刚性差，易老化；金属材料具有重而易腐蚀；木材易吸水而腐烂等。
发明内容
本发明就是为了解决现有材料的技术问题，提供一种美观、质轻、强度高、刚度高、耐久性好、可修复翻新的纤维增强树脂基复合家具材料桌脚的制备方法。
为此，本发明提供一种纤维增强树脂基复合家具材料制成的碳纤维桌脚的制备方法，其制作过程如下：首先将面密度为150克重的威海汇兴纤维制品有限公司生产的碳纤维单向予浸料，依次按正负45度包在直径为75毫米的尼龙风管上，共计包覆6层；最后再包一层面密度为200克重3K碳纤维斜纹予浸料；放到钢模具的下模中，盖上上模，模具型腔截面尺寸为60X60毫米，并推入东莞市正文机械有限公司制造的压力机的压板中，开始加压，升温到120度，同时对尼龙风管开始吹气，气压为0.6MPa，两个小时后，将气压卸掉，模具从压板中拖出，自然冷却；产品从模具中脱出，切割长度为70厘米；去掉尼龙风管；最后打磨，喷透明漆至成品。
本发明同时提供一种纤维增强树脂基复合家具材料，以热固性树脂为基体，以编织纤维作为增强材料，以轻质夹心材料为中间层。
本发明优选的技术方案是所用编织纤维是指碳纤维、芳纶纤维或者表面金属化的玻璃纤维中的单一纤维的编织布或者是上述任意两种纤维之间的混编布。优选的碳纤维规格为1k、3k、6k或12k；芳纶纤维规格为400d、600d、800d、1000d、1500d或3000d。其织物形式为平纹织物、斜纹织物、缎纹织物、单向织物、多轴向织物中的一种或多种。例如，日本TORAY、日本TOHO、日本MITSUBISHI或台湾台丽工厂产的1K/3K/6K/12K碳纤维，杜邦公司生产的芳纶纤维，台湾电缘公司生产的彩色电镀玻纤布。
本发明进一步优选的技术方案热为固性树脂为环氧树脂(例如HEXION生产的真空导入用的环氧树脂体系RIM 135)、不饱和聚酯树脂(例如广州福田生产的191,196,199树脂)、乙烯基酯树脂或聚氨酯树脂(例如上海昭和生产的806乙烯基树脂)。
本发明再进一步优选的技术方案热为轻型夹心材料是指铝材、聚酰亚胺或聚丙烯材质的蜂窝结构材料(NIDAPLAST composites生产的聚丙烯蜂窝板)；轻型夹心材料还可为聚氨酯(广州拜耳生产的5毫米～50毫米厚的发泡板)、聚酰亚胺或聚氯乙烯发泡材料(昆山戴铂生产的6毫米厚的PVC发泡板)。
本发明提供的纤维增强树脂基复合家具材料的制备方法，其可以为树脂真空导入成型方法，所用模具为纤维增强树脂模或金属模，在模具表面手刷或喷射不饱和聚酯或乙烯基酯胶衣，然后铺覆编织花纹的纤维织物并抽真空，真空度保持在-0.09～-0.1MPa。
本发明提供的纤维增强树脂基复合家具材料的制备方法，其可以为采用压力机的模压成型方法，所用模具为金属模具，模压材料的表面材料为预先浸渍了环氧树脂的带有编织花纹的织物，所述压力机的参数为：压板压强2MPA～20MPa，温度为25～180摄氏度。
本发明提供的纤维增强树脂基复合家具材料的制备方法，其可以采用预浸料的热压罐成型方法，所用模具为金属模具或纤维增强树脂模具，铺覆材料的表面层为预先浸渍了环氧树脂的带有编织花纹的织物，其首先将予浸料逐层铺覆在模具的型腔内，再在予浸料上铺覆聚酯或尼龙脱模布，然后连接好真空管并抽真空，真空度为-0.09MPa～-0.1MPa，所述热压罐规格为：使用温度为25～180摄氏度，最高使用压力为0.1～1.6MPa，最后关闭热压罐的端盖，开始升温到80～150摄氏度，固化2～8小时后，降温，开罐，产品脱模、切割、打磨、喷漆至成品。
纤维增强树脂基复合家具材料具有重量轻(密度为1.5克/立方厘米)、比强度高，可达1600MPa/(克/立方厘米)，而普通钢材的比强度只有59MPa/(克/立方厘米)、比模量高、具有优异的耐化学腐蚀性、抗疲劳性能好、减振性好、可设计性强、外观纤维的编织花纹多样等特点。
这种材料用作家具材料具有以下优点：
(1)具有美学效果。碳纤维纱线具有黑亮的特点，用它织成的织物纵向和横向的反光不同，在与树脂复合后其表面会产生突出的独一无二立体效果；另外当碳纤维纱线和其他如芳纶纱线混编的一起时，可以产生黑黄，黑红，黑兰搭配的花纹等；玻璃纤维织物还可以电镀银色，金色，蓝色，黄色等金属色；由这些织物做成的复合材料做家具表面会形成多种高档装饰性的美学效果。这些表面花纹都是内部材料产生的，具有立体效果，与传统的家具表面完全不同。
(2)轻质，高强度，高刚度。由于纤维复合材料的轻质高刚性，用它可以制作大跨度的桌子等家具而中间不需要支撑脚，这一点是其他任何家具材料都不能实现的；
(3)耐久性好，可修复翻新。由于纤维增强树脂复合材料的超强的耐腐蚀性，优异耐紫外线等效果，用它制作的家具可以达到永久性使用；当表面的胶衣或油漆划伤时，可以通过打磨抛光或重新喷漆后达到新品的效果。
附图说明
图1为纤维增强树脂基复合家具材料的结构示意图；
图2为实施例1的结构示意图；
图3为实施例2的结构示意图；
图4为实施例3的结构示意图；
图5为实施例4的结构示意图。
附图标记：1.纤维编织复合材料面板；2.夹心材料。
具体实施方式
参照图1，本发明提供的纤维增强树脂基复合家具材料，包括纤维编织复合材料面板1和夹心材料2。
纤维增强树脂基复合材料家具面板的制作，可以采用以下方法：
(1)树脂真空导入成型方法：首先清理好模具并涂刷脱模剂FREEWAX(FREKOTE生产)，模具材料是纤维增强树脂模或金属模。在模具中手刷或喷射高透明度的不饱和聚酯或乙烯基酯胶衣1571-206(由广州福田化学工业有限公司生产)。待胶衣固化后，在胶衣上面铺覆多层设计好的编织纤维织物(日本TORAY公司生产的200克/平方米的碳纤维斜纹布)，在纤维织物上面依次铺聚酯或者尼龙脱模布、导流网、导流管、真空袋，并连接好导胶管(科拉斯化工技术有限公司销售)。开始抽真空，真空度要在-0.09～-0.1MPa，最好为-0.095MPa。如果树脂体系是不饱和聚酯树脂或乙烯基酯树脂，重量比例如下：树脂806：固化剂过氧化甲乙酮M-50：促进剂浓度为6％的钴苯溶液＝100：0.8～2％：0.5％。生产厂家如下：树脂806(上海昭和树脂厂)；固化剂过氧化甲乙酮M-50(天津金井阿克苏诺贝尔化学有限公司生产)；促进剂浓度为6％的钴苯溶液(广州福田化学工业有限公司生产)。混合后粘度小于400mPa.s。在真空辅助的情况下把树脂真空抽入真空袋内。常温或加温固化。最后脱出真空袋、导流管、导流网、脱模布等。固化后的产品从模具中脱下。
(2)压力机模压成型方法：首先准备好钢模具，涂刷脱模剂FREEWAX(FREKOTE生产)。压力机(东莞市正文机械有限公司制造)的参数为：压板压强为2～20MPa，最好为5MPa；温度为25～180度，最好为180度。如果是制作板件产品，则在模具型腔中直接铺覆予浸了环氧树脂的编织纤维织物(又称予浸料)(由威海汇兴纤维制品有限公司生产的200克/平方米的碳纤维斜纹予浸料)，盖上上半模推入压力机的压板之间，加压，升温到120度，固化2小时。最后将固化的产品从模具中脱出、切割、打磨、喷漆至成品。如果是制作中空产品，则需要把予浸料包在厚度大于0.05毫米的尼龙风管上，再放入钢模型腔内，盖上上半模推入压力机压板之间，加压。再在风管中加上0.2～1.2MPa的压缩气体。压板开始升温至120度，固化2小时即可。然后产品脱模、切割、打磨、喷漆至成品。
(3)予浸料的热压罐成型方法：首先准备好模具，涂刷脱模剂FREEWAX(FREKOTE生产)，模具材料为纤维增强树脂模或金属模具。将200克/平方米碳纤维和150克/平方米单向碳纤维予浸料(威海汇兴纤维制品有限公司生产)，逐层铺覆在模具的型腔内，再在予浸料上铺覆聚酯，或尼龙脱模布、隔离膜、吸胶布、真空袋膜(由科拉斯化工技术有限公司销售)。连接好真空管并开始抽真空。真空度为-0.095MPa。热压罐(浙江美人豹特种设备有限公司制造)，规格为：使用温度为180度，使用压力为1.2MPa。关闭热压罐的端盖，开始升温到100度。固化4小时后，降温，开罐。产品脱模、切割、打磨、喷漆至成品。
本发明在采用上述方法制作出纤维增强树脂基复合材料家具的面板后，然后在两层编织纤维增强树脂基复合材料家具面板之间粘结轻型夹心材料(例如蜂窝或者聚氨酯发泡材料)，一起固化成各种形状的家具。例如桌子，椅子，凳子，茶几，橱柜等。最后经过打磨，抛光或喷漆处理至成品。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
碳纤维桌脚制作过程如下：首先将面密度为150克重的碳纤维单向予浸料(威海汇兴纤维制品有限公司生产)依次按正负45度包在直径为75毫米的尼龙风管上，共计包覆6层。最后再包一层面密度为200克重3K碳纤维斜纹予浸料。放到钢模具的下模中，盖上上模(模具型腔截面尺寸为60X60毫米)，并推入压力机(东莞市正文机械有限公司制造)的压板中。开始加压，升温到120度。同时对尼龙风管开始吹气，气压为0.6MPa。两个小时后，将气压卸掉，模具从压板中拖出，自然冷却。产品从模具中脱出，切割长度为70厘米。去掉尼龙风管。最后打磨，喷透明漆至成品。桌脚表面是3K碳纤维斜纹，其重量仅为390克左右。
实施例2
餐桌台面：其制作方法为树脂真空导入成型工艺。面板尺寸为1400毫米X800毫米X50毫米。首先在模具型腔打脱模剂，然后喷透明胶衣。胶衣凝固后在上面铺覆一层3K斜纹碳布，然后再铺2层450克玻璃纤维短切毡。然后再上面依次铺脱模布，导流网，导流管，真空袋。开始真空导入乙烯基酯树脂。固化4小时候，再铺不同尺寸聚丙烯蜂窝板。最上面粘合一层手糊的玻璃纤维板。脱模后，打磨抛光桌面。形成镜面具有3K碳纤维部位的桌面。
实施例3
采用实施例1、实施例2等零部件组装的编织碳纤维餐桌，餐桌尺寸为：长1400毫米，宽度为800毫米，高度为750毫米。
实施例4
倒U型编织碳纤维增强树脂基复合材料茶几，尺寸为：长度为1000毫米，宽度60毫米，高度400毫米，厚度10毫米。上下面板是3K碳纤维斜纹编织布，内玻璃纤维布，厚度为2毫米。用真空导入成型工艺生产。中间夹心材料是用6毫米聚丙烯蜂窝。
Claims (1)
1.一种纤维增强树脂基复合家具材料制成的碳纤维桌脚的制备方法，其特征是制作过程如下：首先将面密度为150克重的威海汇兴纤维制品有限公司生产的碳纤维单向予浸料，依次按正负45度包在直径为75毫米的尼龙风管上，共计包覆6层；最后再包一层面密度为200克重3K碳纤维斜纹予浸料；放到钢模具的下模中，盖上上模，模具型腔截面尺寸为60X60毫米，并推入东莞市正文机械有限公司制造的压力机的压板中，开始加压，升温到120度，同时对尼龙风管开始吹气，气压为0.6MPa，两个小时后，将气压卸掉，模具从压板中拖出，自然冷却；产品从模具中脱出，切割长度为70厘米；去掉尼龙风管；最后打磨，喷透明漆至成品。
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